Les premiers restes ont été trouvés dans un gisement découvert en 1989, près de Campagne-sur-Aude. Depuis, la plupart des os du squelette de ce dinosaure ont été retrouvés, y compris une grande partie du crâne. Quatre ostéodermes de tailles et de formes différentes ont été aussi relevés. Ce matériel provient de plusieurs individus.
En 2000, un squelette relativement complet d'un jeune adulte a été découvert par une étudiante, Eva Moran, ce qui a valu à ce fossile le surnom d' Eva, fossile exposé depuis 2007 au Musée des Dinosaures d'Espéraza. Le squelette a été retrouvé avec la plus grande partie du crâne et la mâchoire inférieure.
Les caractéristiques des vertèbres de la queue et la présence d'ostéodermes indiquent qu'Ampelosaurus appartient à Lithostrotia, un groupe de titanosauriens dérivé qui inclut aussi Alamosaurus et Saltasaurus. Cependant, ceci n'a pas été montré de façon concluante car Ampelosaurus n'a jamais été inclus dans une analyse cladistique.